Sistemas de membrana citoplasmática

1. Sistemas de membrana citoplasmática Retículo Endoplásmico-Aparato de Golgi M. en C. Carlos Gerardo Castillo Sosa FMVZ-BUAP Primavera 2013

2. Sistema endomembranoso • Parte de una red dinámica • Vesículas de transporte • Se mueven por el citoplasma en forma dirigida • Proteínas motoras, microtúbulos y microfilamentos

5. Vía biosintética o secretora • Síntesis de proteínas en el RE • Modificación en el complejo de Golgi • Trasporte a varios destinos • Membrana plasmática • Lisosoma • Vacuola

7. Secreción constitutiva • Descarga desde el sitio de producción hacia afuera de la MP en forma continua • La mayor parte de las células realizan secreción constitutiva • Proceso que contribuye a la formación de la matriz extracelular

8. Secreción regulada • Los materiales solo son secretados con el estimulo adecuado • En células que producen hormonas • En células pancreáticas • Células nerviosas • Algunos de los materiales se almacenan en gránulos secretorios densos

10. El Retículo endoplásmico • Dividido en dos: REL y RER • El RER posee ribosomas • RER formado por una red de sacos aplanados • Los elementos membranosos del REL son tubulares • Forman un sistema interconectado de tuberias

13. RE Liso • Muy desarrollado en algunos tipos celulares • Musculo esquelético • Túbulos renales • Glándulas productoras de esteroides • Síntesis de hormonas esteroideas • Desintoxicación del hígado de compuestos orgánicos, como barbitúricos y etanol

14. RE Liso • La desintoxicación se realiza por medio de un sistema de enzimas que transfieren oxigeno • Citocromo P-450 • Sintetizan muchos medicamentos • Variación genética en esta enzima

15. RE Liso Funciones • Liberación de la glucosa de la glucosa-6-fosfato de las células hepáticas • El REL de los hepatocitos almacena grandes cantidades de glucógeno • Secuestro de iones Ca dentro del citoplasma de células de musculo esquelético y cardíaco

17. RE Rugoso • El núcleo y una gran cantidad de cisternas del RER se localizan cerca de la superficie basal de la célula • Complejo de Golgi en el centro • Gránulos secretores en la región apical • Células con extremos polares

19. Síntesis de proteínas en ribosomas unidos al RER • Proteínas que secreta la célula • Proteínas integrales de membrana • Proteínas solubles que se encuentran en compartimentos del sistema de endomembranas

20. Pasos de la síntesis • Un mRNA se une a un ribosoma libre • Una partícula de reconocimiento de señal (SRP) identifica la secuencia de señal hidrófoba • La SRP sirve como marca para que todo el complejo se pueda unir a la superficie citosolica del RER

21. La unión ocurre por 2 interacciones: entre la SRP y el receptor SRP; entre el ribosoma y el traslocon • Liberación de la SRP e inserción del Polipéptido en el canal • Traslado del Polipéptido hacia la luz del RE

23. Procesamiento de proteínas en el RE • Se retira el péptido señal • Oligosacariltrasferasa • La luz del RER contiene chaperonas moleculares • Plegamiento correcto de proteínas • Isomerasa de disulfuro de proteína (PDI) • Formación de enlaces disulfuro, estabilidad

25. Mecanismos de control de proteínas • La proteínas mal plegadas no se destruyen en el RE • Destrucción por medio de proteasomas • “Control de calidad” • Las proteínas mal plegadas se generan a mayor velocidad de lo que pueden ser transportadas al citosol

26. Respuesta de proteína no plegada • Activación de sensores • Chaperonas moleculares: BiP • Expresión de genes cuyas proteínas alivian las condiciones de estrés dentro del RE • Otras chaperonas • Proteínas de transporte

28. Del RE al Complejo de Golgi • Las cisternas del RE están conectadas entre si • Estos sitios carecen de ribosomas • Cuando se desprenden del RE, las vesículas de transporte forman vesículas mas grandes en una región entre el RE y el Complejo de Golgi • Compartimiento intermedio endomplasmico del retículo de Golgi (ERGIC)

29. El Complejo de Golgi • Morfología característica, consistente en cisternas membranosas, aplanadas, parecidas a discos • Las cisternas están dispuestas en una pila ordenada, en forma de tazón poco profundo • Una pila contiene 8 cisternas • Las pilas de mamíferos están interconectadas

31. Complejo de Golgi • Se divide ene varios compartimientos con funciones diferentes • Cara cis o de entrada • Cara trans o de salida • Red cis de Golgi (RCG) • Funciona como una estación de clasificación

32. Complejo de Golgi • Red trans de Golgi (RTG) • Estación clasificatoria • Separar proteínas hacia membrana plasmática o a un destino intracelular • El complejo mantiene un enlace físico con diversas proteínas motoras

34. Complejo de Golgi • Se considera una “planta procesadora” • Las proteínas recién sintetizadas entran por la cara cis y salen por la cara trans • Conforme avanzan, sufren varias modificaciones especificas • Glucosilación

35. El movimiento de materiales a través del complejo de Golgi • Modelo de trasporte vesicular • Modelo de maduración de vesículas • Hasta 1995 se creía que el transporte era únicamente anterógrado

37. Tipos de transporte en vesículas • Vesículas limitadas por una membrana • 60 a 100 nm de diámetro • Cubierta proteica formada por proteínas solubles • Actúa como un dispositivo mecánico que hace que la membrana se curve • Proporciona un mecanismo para seleccionar los componentes que transportara la vesícula

39. Hay diferentes clases de vesículas • Vesículas con COP-II (coatproteins) • Desplazan materiales del RE “hacia adelante” al ERGIC y al complejo de Golgi • Vesículas con COP-I • Mueven materiales en sentido retrogrado • Del ERGIC y cara cis hacia RE y de la cara trans hacia cis

40. Vesículas cubiertas con clatrina • Movilizan materiales de la RTG a endosomas, lisosomas y vacuolas vegetales • De la MP a los compartimientos citoplasmicos por la vía endocítica

43. Vesículas COP-II • Las proteínas COP-II seleccionan y concentran cierto tipo de componentes para su transporte • Enzimas que actúan en etapas avanzadas de la vía biosintética: glucosiltransferasa • Proteínas de membrana • Proteínas de membrana que pueden unirse con cargamento soluble

44. Proteína de cubierta: Sar1 • Proteína de unión con GTP • Sufre un cambio de conformación en su alfa hélice N terminal • Papel regulador en el ensamble y desensamblaje de la cubierta de la vesícula

46. Vesículas COP-I • Movimiento de enzimas residentes en el complejo de Golgi en dirección transcis • Enzimas residentes del ERGIC y Golgi de regreso al RE • Conservación y recuperación de las proteínas residentes del RE

47. L recuperación se realiza mediante receptores específicos que capturan las moléculas y las regresan al RE en vesícula cubiertas con COP-I • Proteínas de disulfuro y chaperonas tienen la señal de recuperación “lis-asp-glu-leu” o “KDEL” • Receptor SRP tiene señal KXXX

49. Dirección de las vesículas a un compartimiento particular • La fusión de vesículas requiere interacciones especificas entre membranas diferentes • Se asume que una vesícula contiene proteínas especificas relacionadas con su membrana • Movimiento de la vesícula hacia su compartimiento blanco especifico • Mediado por microtúbulos

50. Fijación de la vesícula al compartimiento blanco • Se fijan mediante proteínas fibrosas extendidas • Especificidad dada por proteínas Rabs • Acoplamiento de las vesículas al compartimiento blanco • Las membranas entran en contacto estrecho • Proteínas SNARE • SNARE- v • SNARE-t